某黄金选厂磨矿—分级工艺优化实践

李永亭 史胜武 王有春

(山东鑫海矿业技术装备股份有限公司)

某黄金选厂磨矿—分级工艺优化实践

李永亭 史胜武 王有春

(山东鑫海矿业技术装备股份有限公司)

针对紫金山西某金选矿厂磨矿—分级作业存在的磨矿效果差、分级效率低、易损件寿命短等问题，在分析格子型球磨机+水力旋流器的磨矿—分级工艺优势的基础上，采用格子型球磨机+多级筛+砂泵+水力旋流器的设备布置进行磨矿—分级作业改造，并增加除杂机除去碎钢球。改造后，磨矿—分级作业处理能力提高了16%，分级效率提高了35.48%，溢流细度由-0.074 mm 60%提高到70%，磨机利用系数提高到2.16 t/(m3·h)，全年平均浮选回收率提高0.36%，增加经济效益62.37万元，可供其他类似选厂参考。

磨矿—分级 多级筛 耐磨胶泵 水力旋流器

磨矿—分级作业是选矿生产工艺必需的作业之一，磨矿作业成本约占总选矿成本的45%～60%。影响磨矿—分级作业指标的因素主要包括给矿粒度、磨矿浓度、磨机结构参数、返砂量、磨矿介质和分级效率等，其中给矿粒度、磨机结构参数和磨矿浓度可在设备制造和磨矿作业运行中得到较好的控制；在冶金和材质发展较好的今天，磨矿介质也得到很大改善；返砂量跟分级效率、介质充填率和介质配比(包括碎球影响)的情况有关；分级效率主要受分级浓度、分级设备、分级物料粒度组成的影响，较难控制。

因此分级效率是磨矿—分级作业重要的一环，分级效率高低直接决定了磨机处理量和选矿工艺指标及生产成本。

1 存在问题

紫金山西某金选矿厂设计生产能力1 000 t/d，原磨矿—分级作业为一段磨矿两段分级，磨矿采用1台MQG2740型格子型球磨机，一段分级采用1台FLGT-2000 mm高堰式螺旋分级机，二段分级采用1台普通的φ500 mm水力旋流器。磨矿—分级产品采用重选和浮选联合流程处理，重选采用尼尔森选矿机和摇床。投产运行1 a中，高堰式螺旋分级机在使用过程中主轴折断3次，虽经厂家修复，但严重影响了生产。通过考察选厂流程，发现磨矿—分级作业存在问题。

(1)磨矿—分级作业的螺旋分级机规格小、分级效率很低，分级机返砂量大、球磨机循环负荷比高达270%，磨机经常“涨肚”，利用系数仅1.76 t/(m3·h)，直接影响磨机的处理能力和磨矿效率；另外，磨机磨矿浓度、磨矿细度不稳定使旋流器进料、溢流细度和浓度产生波动，浮选矿浆液面不易控制，泡沫层忽高忽低，给浮选操作带来较大难度，浮选指标变化较大，制约着选矿厂生产能力的提高。

(2)磨机排矿粒度粗，硫化矿物单体解离度不高，尾矿中仍有34.6%的硫化矿物没有单体解离，φ500 mm水力旋流器给矿砂泵经常抽空，造成旋流器给矿不均匀，且柱体出现多处磨穿漏浆。球磨机钢球配比和补加制度不规范，磨矿产品细度较低。由于浮选时要求适宜的入选粒度，大量粗颗粒在浮选过程中会造成中矿循环量大、减小浮选时间，恶化浮选条件[1-2]，因此有必要重新更换1台新的螺旋分级机或采用其他可替代的设备。

(3)渣浆泵叶轮、前后护套等过流件不耐磨，叶轮寿命只有一个月左右，最长不超过50 d；旋流器沉砂嘴经常堵塞，寿命也只有一个月左右，最长56 d。频繁更换备件拆卸设备导致选矿流程生产能力下降、设备“跑、冒、滴、漏”问题增多，工人劳动强度大、金属流失严重。

2 格子型球磨机+水力旋流器优势

目前常用的分级设备主要是螺旋分级机和水力水力旋流器。一般情况下，一段磨矿—分级为螺旋分级机与格子型球磨机配套使用，二段磨矿—分级为水力旋流器与溢流型球磨机配套使用，均构成闭路循环。由于水力旋流器分级效率高，因此试图在一段磨矿格子型球磨机后也配套使用水力旋流器进行分级。

格子型球磨机+水力旋流器的磨矿—分级工艺优势如下：

(1)分级效率。螺旋分级机分级效率一般为30%～50%，水力旋流器分级效率可达到65%～85%。

(2)处理能力。格子型球磨机+水力旋流器闭路循环工艺可尽早分离出合格粒级，减小磨机的循环负荷，比溢流型球磨机+水力旋流器工艺处理能力可提高10%～15%，比格子型球磨机+螺旋分级机工艺处理能力提高10%以上。

(3)过磨问题。水力旋流器分级效率提高，可减少过磨程度，浮选浓度大大提高，浮选条件要优于螺旋分级机，有利于提高和稳定浮选指标。

(4)设备成本。目前与磨机匹配的螺旋分级机国内最大是φ3 000 mm的双螺旋分级机，处理能力可达1 500～3 000 t/d，分级机质量85 t，造价近百万元，而水力旋流器造价仅需十几万元。

(5)运行成本。格子型球磨机排矿粒度较大、粒级范围宽并含有部分碎钢球，在与水力旋流器配套使用时，对泵和沉砂嘴的材质要求严格。目前选厂使用的砂泵叶轮和水力旋流器沉砂嘴等易损件磨损严重。磨矿生产成本与采用螺旋分级机相比，每吨原矿增加了0.5～0.7元。

(6)占地面积。分级机占地面积大，如选厂使用的高堰式螺旋分级机占地面积约25 m2，而1台φ600 mm旋流器占地面积仅1 m2。

因此，水力旋流器与螺旋分级机相比优点很多，但由于砂泵和水力旋流器的磨损问题一直未能得到有效解决，格子型球磨机+水力旋流器闭路循环的磨矿—分级工艺未得到广泛使用。

3 磨矿—分级作业改造

3.1 改造方案

基于格子型球磨机+水力旋流器工艺优点，考虑到选厂实际安装空间的限制、无法更换更大规格的分级机，提出采用水力旋流器代替螺旋分级机的技术改造方案，即格子型球磨机+多级筛+砂泵+水力旋流器工艺，并增加除杂机。球磨机排矿产品经多级筛筛除粗颗粒和碎钢球等杂质后通过一段旋流器分级，粗颗粒及碎钢球经除杂机拣出。改造前后磨矿—分级作业工艺流程见图1。

图1 改造前后磨矿—分级作业工艺流程

3.2 主要设备

设计选用的成套设备仅需20多万元，而如果使用螺旋分级机+水力旋流器分级的工艺，则成套设备的造价不低于40万元。设备选型见表1。

表1 主要设备选型

(1)胶泵和水力旋流器。目前市场上使用的渣浆泵(泥浆泵、胶泵)检修频繁、修理费用高、使用效果不好主要有两个原因：一是叶轮和护套不耐磨；二是密封性差。此次改造所用的胶泵所有过流件、密封件、水力旋流器的内衬和沉砂嘴等均采用高耐磨橡胶压铸而成，耐磨性超过了合金、聚氨酯、铸石等材质，耐磨性能好，易损件平均使用寿命可达6个月以上，大大提高了设备的运转率和完好率。该金选矿厂FLGT-2000 m高堰式螺旋分级机质量34.6 t，而φ600 mm水力旋流器质量仅0.7 t，且本身无运动部件，维修容易，维护成本低。

(2)多级筛采用摩根筛原理制造，逐级分级，配套净化钢球设备，能最大限度地延长细粒级筛网的使用寿命，消除碎球影响；提高充填介质质量，控制水力旋流器分级粒度为0～3 mm；分级效果好，利于操作，指标稳定，有利于浮选作业[3]。

4 改造效果

改造前后磨矿—分级作业指标见表2。

表2 改造前后磨矿—分级作业指标对比

由表2可以看出，改造后，磨矿—分级作业处理能力由原900 t/d增加到1 050 t/d，提高了16%，相当于新建一座处理能力150 t/d的黄金选厂，直接节省投资300万元；分级效率提高了35.48%，溢流细度由原-0.074 mm 60%提高到70%，磨机利用系数提高到2.16 t/(m3·h)。溢流细度增大可使硫化矿物充分单体解离，全年平均浮选回收率提高0.36个百分点，增加黄金产量3 118.5 g，增加经济效益62.37万元。

磨矿—分级作业改造后，自2011年7月投产运行，至今运转正常。胶泵叶轮、前后护套护板等过流件和水力旋流器沉砂嘴等易损件使用寿命达到6个月以上，大大提高了设备的运转率、处理能力、生产效率。另外，旋流器本身无运动部件，使用寿命长，维修容易、成本低。

5 结 论

(1)采用格子型球磨机+多级筛+耐磨胶泵+水力旋流器的磨矿—分级工艺，相比原磨矿—分级作业磨矿能力提高11%以上，磨矿成本下降16%，分级效率提高了35.48%，金属回收率提高0.36%。新磨矿—分级工艺采用多级筛对磨矿产品进行分级，可消除+3 mm的大颗粒和碎钢球对水力旋流器、砂泵的磨损。

(2)磨矿—分级作业改造后，胶泵过流件、旋流器沉砂嘴等易损件的平均使用寿命达到了6个月以上，大大提高了设备的运转率和完好率，设备处理能力和生产效率也得到提高，改善了“跑、冒、滴、漏”现象，减小了金属的流失，且设备维护成本低，工人的劳动强度降低，每年可增加经济效益62.37万元。

[1] 胡为柏.浮选[M].北京：冶金工业出版社，1989.

[2] 董 兵，胡献立.金渠选矿厂扩能增效的技术改造及生产实践[J].黄金，2014(3)：59-61.

[3] 姚 凯.选矿厂磨矿—分级优化组合研究与应用[J].内蒙古石油化工，2011(21)：11-12.

2016-10-17)

李永亭(1963—)，男，高级工程师，265500 山东省烟台市福山高新技术产业开发区鑫海街188号。